CN104485246B - 一种电气开关结构与电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新的电气开关结构以及对应的电子设备，以满足业内对高精密度与短行程的电气开关的需求。该电气开关结构中刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，第一焊环环绕第一触点，第一触点与第一焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；柔性电路板设有第二触点与第二焊环，第二焊环环绕第二触点，第二触点与第二焊环相导通；第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当柔性电路板受到超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通。

Description

一种电气开关结构与电子设备

技术领域

本发明涉及电气元件领域，尤其涉及一种用于电路板结构中的电气开关，并涉及使用该电气开关的电子设备。

背景技术

电气开关广泛应用于电子设备内部的电路结构之中，其作用在于控制电路中开关两端电路的导通或断开。为了使电路结构简单，同时也为了方便生产、加工与装配，现有印刷电路板中广泛采用具有锅仔片的电气开关结构。

其中锅仔片(又称金属弹片或metal dome,snap dome)，通常采用超薄和超硬的不锈钢材料制成，主要应用于薄膜开关、微型开关、PCB板、印刷线路板、硬性板等产品中。具有接触平稳、导通性强、回弹稳定、手感俱佳的几大优点。

采用锅仔片的电气开关的导通原理如图1所示，锅仔片9为一弹性金属制成的弧形曲面，弧形曲面的中间为锅仔片触点91，与锅仔片9对应的刚性印刷电路板1上的开关位置，设有焊环112与开关触点111，其中焊环112与开关触点111分别作为电气开关结构中开关的两端，锅仔片的边缘92与焊环112通过焊接或预压方式保持接触导通，当弧形曲面中央部位的锅仔片触点91无外力按压时，锅仔片触点91与开关触点111不接触，分别连接焊环112与开关触点111的开关电路不导通，当锅仔片9的中央受到外力的按压时，锅仔片9发生弹性形变，锅仔片触点91向下移动并接触到开关触点111，焊接环112与开关触点111通过金属的锅仔片9导通，从而使开关电路导通。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：基于锅仔片的开关结构无法制备更精密、短行程的电气开关，而目前电子产品对开关精密程度的要求越来越高，同时在许多结构中，需要更精密、更短行程的开关。例如根据国际PCI组织和国内BCTC对金融设备的安全要求，对一些关键的敏感信息需要进行保护以防止在持卡人未知的情况下将敏感信息窃取。由于保护装置通常采用开关形式，安全开关若采用锅仔、导电碳粒等结构的开关，其结构比较复杂，工艺繁琐；而且由于安全开关是常开的，需要外部施加一定的力才会闭合，上述开关在产品精密度与一致性上还无法令人满意从而经常发生在设备跌落、震动、ESD、冷热冲击等各种外部因素的作用下，开关会瞬间失效，从而触发安全机制，清除敏感信息，导致无法交易等情况发生。

发明内容

为此，需要提供一种新的电气开关结构，以满足业内对高精密度与短行程的电气开关的需求。

为实现上述目的，发明人提供了一种电气开关结构，所述电气开关结构包括刚性印刷电路板与柔性电路板，所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；

所述刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，所述第一焊环环绕第一触点，所述第一触点与第一焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；所述柔性电路板设有第二触点与第二焊环，所述第二焊环环绕第二触点，第二触点与第二焊环相导通；

第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当第二触点所在位置的柔性电路板受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通。

可选的，所述柔性电路板上朝向刚性印刷电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于柔性电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第一焊环相焊接的部分为第二焊环，被按压时导电块与第一触点相接触的部分为第二触点。

可选的，所述电气开关结构包括触点保护环，所述刚性印刷电路板朝向柔性电路板的表面上设置有导电性的第一触点保护信号环，所述第一触点保护信号环位于第一触点与第一焊环之间，并环绕第一触点，第一触点保护信号环与触点保护电路连接，

所述触点保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与刚性印刷电路板上的第一触点保护信号环以及柔性电路板上的导电块相接触。

可选的，所述电气开关结构包括焊接保护环，所述刚性印刷电路板朝向柔性电路板的表面上设置有导电性的第一焊环保护信号环，所述第一焊环保护信号环环绕第一焊环，第一焊环保护信号环与焊环保护电路连接；

所述焊接保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与刚性印刷电路板上的第一焊环保护信号环以及柔性电路板上的导电块相接触。

可选的，所述导电块的边缘与第一焊环保护信号环通过焊接保护环连接。

可选的，所述柔性电路板上设有mesh保护线路，所述mesh保护线路为网格状线路，网格状线路的端点与mesh保护电路连接。

发明人提供的另一种电气开关结构，所述电气开关结构包括刚性印刷电路板与柔性电路板，所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；

所述刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，所述第一焊环环绕第一触点，第一触点与第一焊环相导通；所述柔性电路板设有第二触点与第二焊环，所述第二焊环环绕第二触点，所述第二触点与第二焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；

第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当第二触点所在位置的柔性电路板受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通。

可选的，所述刚性印刷电路板上朝向柔性电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于刚性印刷电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第二焊环相焊接的部分为第一焊环，导电块与被按压时的第二触点相接触的部分为第一触点。

可选的，所述电气开关结构包括触点保护环，所述柔性电路板朝向刚性印刷电路板的表面上设置有导电性的第二触点保护信号环，所述第二触点保护信号环位于第二触点与第二焊环之间，并环绕第二触点，第二触点保护信号环与触点保护电路连接，

所述触点保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与柔性电路板上的第二触点保护信号环以及刚性印刷电路板上的导电块相接触。

可选的，所述电气开关结构包括焊接保护环，所述柔性电路板朝向刚性印刷电路板的表面上设置有导电性的第二焊环保护信号环，所述第二焊环保护信号环环绕第二焊环，第二焊环保护信号环与焊环保护电路连接；

所述焊接保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与柔性电路板上的第二焊环保护信号环以及刚性印刷电路板上的导电块相接触。

可选的，所述导电块的边缘与第二焊环保护信号环通过焊接保护环连接。

可选的，所述柔性电路板上设有mesh保护线路，所述mesh保护线路为网格状线路，网格状线路的端点与mesh保护电路连接。

发明人还提供了一种电子设备，所述电子设备具有电气开关，所述电气开关结构包括刚性印刷电路板与柔性电路板，所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；

所述刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，所述第一焊环环绕第一触点，所述第一触点与第一焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；所述柔性电路板设有第二触点与第二焊环，所述第二焊环环绕第二触点，第二触点与第二焊环相导通；

第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当第二触点所在位置的柔性电路板受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通。

可选的，所述电子设备具有安全保护电路，所述安全保护电路中的两端分别与上述电气开关结构中开关的两端连接。

可选的，所述柔性电路板上朝向刚性印刷电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于柔性电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第一焊环相焊接的部分为第二焊环，被按压时导电块与第一触点相接触的部分为第二触点。

可选的，所述电子设备包括触点保护电路；

所述电气开关结构包括触点保护环，所述刚性印刷电路板朝向柔性电路板的表面上设置有导电性的第一触点保护信号环，所述第一触点保护信号环位于第一触点与第一焊环之间，并环绕第一触点，第一触点保护信号环与触点保护电路连接，所述触点保护电路在第一触点与第一触点保护信号环导通时启动保护机制；

所述触点保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与刚性印刷电路板上的第一触点保护信号环以及柔性电路板上的导电块相接触。

可选的，所述电子设备具有焊环保护电路；

所述电气开关结构包括焊接保护环，所述刚性印刷电路板朝向柔性电路板的表面上设置有导电性的第一焊环保护信号环，所述第一焊环保护信号环环绕第一焊环，第一焊环保护信号环与焊环保护电路连接；所述焊环保护电路在第一触点与第一焊环保护信号环导通时启动保护机制；

所述焊接保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与刚性印刷电路板上的第一焊环保护信号环以及柔性电路板上的导电块相接触。

可选的，所述导电块的边缘与第一焊环保护信号环通过焊接保护环连接。

发明人提供了另外一种电子设备，所述电子设备具有电气开关，所述电气开关采用上述技术方案中任意一项所述的电气开关结构。具体的方案论述如下：

所述电子设备具有电气开关，所述一种电气开关结构，其特征在于，所述电气开关结构包括刚性印刷电路板与柔性电路板，所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；

所述刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，所述第一焊环环绕第一触点，第一触点与第一焊环相导通；所述柔性电路板设有第二触点与第二焊环，所述第二焊环环绕第二触点，所述第二触点与第二焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；

第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当第二触点所在位置的柔性电路板受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通。

可选的，所述电子设备具有安全保护电路，所述安全保护电路中的两端分别与上述电气开关结构中开关的两端连接。

可选的，所述刚性印刷电路板上朝向柔性电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于刚性印刷电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第二焊环相焊接的部分为第一焊环，导电块与被按压时的第二触点相接触的部分为第一触点。

可选的，所述电子设备具有触点保护电路；

所述电气开关结构包括触点保护环，所述柔性电路板朝向刚性印刷电路板的表面上设置有导电性的第二触点保护信号环，所述第二触点保护信号环位于第二触点与第二焊环之间，并环绕第二触点，第二触点保护信号环与触点保护电路连接，所述触点保护电路在第二触点与第二触点保护信号环导通时启动保护机制；

所述触点保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与柔性电路板上的第二触点保护信号环以及刚性印刷电路板上的导电块相接触。

可选的，所述电子设备具有焊环保护电路；

所述电气开关结构包括焊接保护环，所述柔性电路板朝向刚性印刷电路板的表面上设置有导电性的第二焊环保护信号环，所述第二焊环保护信号环环绕第二焊环，第二焊环保护信号环与焊环保护电路连接；所述焊环保护电路在第二触点与第二焊环保护信号环导通时启动保护机制；

所述焊接保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与柔性电路板上的第二焊环保护信号环以及刚性印刷电路板上的导电块相接触。

可选的，所述导电块的边缘与第二焊环保护信号环通过焊接保护环连接。

可选的，所述柔性电路板上设有mesh保护线路，所述mesh保护线路为网格状线路，网格状线路的端点与mesh保护电路连接。

区别于现有技术，上述技术方案利用柔性电路板的弹性，提供作开关的开启-闭合切换的回复力，并利用ACP焊接的高精度、可靠性，提高了开关的精密程度，并可以制作短行程开关。同时由于ACP焊接断开后无法使用通常按压等手段回复导通的特性，提高了开关的安全性能。

附图说明

图1为背景技术所述锅仔片结构电气开关断开状态示意图；

图2为背景技术所述锅仔片结构电气开关导通状态示意图；

图3为具体实施方式所述电气开关结构断开状态的示意图一；

图4为具体实施方式所述电气开关结构导通状态的示意图一；

图5为具体实施方式所述电气开关结构断开状态的示意图二；

图5a为图5、图6所示电气开关的电路原理图；

图5b为图5、图6所示电气开关中金手指中第二触点与第二焊环所在区域示意图；

图6为具体实施方式所述电气开关结构导通状态的示意图二；

图7为具体实施方式所述电气开关结构断开状态的示意图三；

图7a为图7所示电气开关的电路原理图；

图8为具体实施方式所述电气开关结构导通状态的示意图三

图9a为具体实施方式所述电气开关结构被入侵的结构示意图一；

图9b为具体实施方式所述电气开关结构被入侵的结构示意图二；

图10为具体实施方式所述设有触点保护环的电气开关结构示意图；

图11为图10所述电气开关被入侵后启动保护机制的结构示意图；

图12为具体实施方式所述设有焊接保护环的电气开关结构示意图；

图13为图12所述电气开关被入侵后启动保护机制的结构示意图；

图14为不连续的导电材料层构成的第二触点与第二焊环的结构示意图；

图15为为不连续的导电材料层构成的第二触点与第二焊环，以及外电路的结构示意图；

图16为具体实施方式所述电气开关结构断开状态的示意图四；

图17为具体实施方式所述电气开关结构导通状态的示意图四；

图18为具体实施方式所述电气开关的信号引脚示意图；

图19为具体实施方式所述电子设备电路示意图。

附图标记说明：

1、刚性印刷电路板，

100、金手指，

1001、金手指的中间区域，

1002、金手指的边缘，

101、第一触点，

102、第一焊环，

103、第一触点保护信号环，

104、第一焊环保护信号环，

111、开关触点，

112、焊接环，

2、柔性电路板，

200、金手指，

2001、金手指的中间区域，

2002、金手指的边缘，

201、第二触点，

202、第二焊环，

203、第二触点保护信号环，

204、第二焊环保护信号环，

301、ACP导电胶水，

303、触点保护环，

304、焊接保护环，

4、缺口，

5、安全电路，

61、线路，

62、外电路，

7、导电液体，

81、触点信号引脚，

82、焊环信号引脚，

83、触点保护信号引脚，

84、焊环保护信号引脚，

9、锅仔片，

91、锅仔片触点，

92、锅仔片的边缘。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

首先，对涉及的技术术语进行说明，

所述印刷电路板，又称印制电路板、PCB线路板、PCB(Printed Circuit Board)板，是电子元器件电气连接的提供者。按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。按软硬(挠性)区分，可以分为刚性电路板、柔性电路板和软硬结合板，刚性印刷电路板与柔性电路板的主要区别在于选用的基材不同，从而导致了刚性印刷电路板与柔性电路板可弯曲程度的不同。

所述柔性电路板，常见的是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，英文缩写为FPC。

ACP(Anisotropic conductive paste/adhesive(ACP/ACA))，是异方向性导电胶的英文缩写，是相对于各向同性导电胶ICA(isotropic conductive adhesive)而言。ACP(各项异性导电胶)是一种用于电子元器件封装的导电胶水，具有单向(垂直性导通，平行不导通)导电及胶合固定的功能。

以下详细叙述发明人提供的实施方式。

请参阅图3、图4，下列实施例公开了一种电气开关结构，以及应用该结构的电子设备。电子设备可以为POS机、笔记本电脑、台式电脑、服务器、智能手机、平板电脑或穿戴式设备，所述电气开关结构可以是电子设备中的安全开关。下面以电子设备以及其中的安全开关为实施例，说明技术方案。

该电气开关结构包括刚性印刷电路板1与柔性电路板2，所述刚性印刷电路板1与柔性电路板2相对设置；

上述电气开关结构可以利用电子设备中原有的刚性印刷电路板与柔性电路板进行设置，即与电子设备中的其他模块一同设置在同一刚性印刷电路板或柔性电路板上，例如，在电子设备中，刚性印刷电路板与柔性电路板设有处理模块、存储模块、线路等其他电气模块，在此基础上，再于刚性印刷电路板与柔性电路板分别设置开关结构的位置，与现有的电气模块相融合于现有的刚性印刷电路板与柔性电路板上。也可以单独就所需的开关结构设置刚性印刷电路板或柔性电路板，例如将在设置电子设备其他功能模块的刚性印刷电路板的基础上，再设置一柔性电路板用于配合布设所述安全开关结构。

所述电气开关结构在刚性印刷电路板1上设置有第一触点101与第一焊环102，所述第一焊环102环绕第一触点101，所述第一触点101与第一焊环102分别作为电气开关结构中开关的两端。开关的两端可以连接到需要开关功能的电路中。

所述柔性电路板2设有第二触点201与第二焊环202，所述第二焊环202环绕第二触点201，第二触点201与第二焊环202相导通；

第一触点101与第二触点201相对设置，且位置对应，第一焊环102与第二焊环202相对设置，且位置对应，第一焊环102与第二焊环202之间通过ACP焊接导通，各示意图中都标识出了ACP导电胶水301所在的位置。第一触点101与第二触点201之间具有间隙，且当第二触点201所在位置的柔性电路板2受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点101与第二触点201相接触并导通。开关电路就通过开关中“第一触点101-第二触点201-第二焊环202-ACP胶水301-第一焊环102”的路径而导通。

如图5a所示的实施例中，开关电路的两端还分别与安全电路5连接；上述开关结构作为电子设备的实施例中的开关电路使用，在其他实施例中，可以将安全电路5替换成其他需要开关的电路。

上述实施例的有益效果在于，由于ACP焊接技术的高精度，因此开关的体积可以较现有技术更加精密，必要时可以做得更小，在刚性印刷电路板1与柔性电路板2之间采用ACP胶水301焊接，可以减少焊盘高度，在一些实施例中，PCB与FPC的焊盘只有60-90um的间距，这样开关的行程非常短，只需要施加很小的压力就可以使开关导通。而且ACP焊接可以有效防止开关被破坏，ACP焊接的部位被破坏或揭开后，再通过常规的按压等手段无法使电路再次导通，这样就有效防止了对电路的入侵破坏。同时当一个电路上需要多个开关结构时，若采用锅仔片，通常时将若干个锅仔片按一定的位置,使用带胶的PET把它们贴合在一起，以组装、定位，这样生产耗时耗力，且效率低下，精度有限，而本方案中FPC可以通过电路板的生产工艺进行生产，同一设计方案生产出的FPC一致性强，精度高，生产高效，组装方便。

同时，在上述实施例的基础上，可以在柔性电路板1上设置各种功能电路与模块，上述功能电路与模块与所述开关的两端连接，功能电路为在电气结构上实现一定功能的电路单元，例如放大电路、滤波电路、比较电路等，所述模块可以是存储芯片、处理器、传感器等。

上述实施例中，开关电路的两端分别与第一触点101及第一焊环102连接，第二触点201与第二焊环202是导通的，所以可以通过在刚性印刷电路板1设置开关电路。而在另一个实施例中，对各焊环和焊点之间的导通及连接关系进行了调整，开关电路的两端分别与第二触点201及第二焊环202连接，而第一触点101与第一焊环102是导通的，在该实施例中，更便于在柔性电路板2上设置开关电路。具体的，对应的电气开关结构如下：所述电气开关结构包括刚性印刷电路板1与柔性电路板2，所述刚性印刷电路板1与柔性电路板2相对设置；

所述刚性印刷电路板1上设置有第一触点101与第一焊环102，所述第一焊环102环绕第一触点101，第一触点101与第一焊环102相导通；所述柔性电路板设有第二触点201与第二焊环202，所述第二焊环202环绕第二触点201，所述第二触点201与第二焊环202分别作为电气开关结构中开关的两端；

第一触点101与第二触点201相对设置，且位置对应，第一焊环102与第二焊环202相对设置，且位置对应，第一焊环102与第二焊环202之间通过ACP焊接导通，第一触点101与第二触点201之间具有间隙，且当第二触点201所在位置的柔性电路板2受到朝向第一触点101，超过预设值的压力时，第一触点101与第二触点201相接触并导通。开关电路就通过开关中“第二触点201-第一触点101-第一焊环102-ACP胶水301-第二焊环202”的路径而导通。

类似图5a所示的实施例，图7a所示实施例的开关电路的两端也分别与安全电路5连接；上述开关结构作为电子设备的实施例中的开关电路使用，在其他实施例中，可以将安全电路5替换成其他需要开关的电路。

所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置是指刚性印刷电路板与柔性电路板两个空间排布上以面对面设置，例如在最常见的实施例中，刚性印刷电路板与柔性电路板两个电路板平面平行设置，当然在某些实施例中，由于柔性电路板的挠性，以及电路设计的需要，有可能柔性电路板与刚性印刷电路板之间不是严格的平行设置，二者之间可以有适当的倾斜，或者二者的间距有适当的起伏。

所述第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，是指第一触点与第二触点面对面设置，并且二者在彼此所在平面上的投影落入对方的位置范围，或与对方的位置范围部分重叠，具体的，在实施例中，常见的结构是第一触点与第二触点的中心的位置一致，二者彼此的投影位置即为对方的中心所在位置，例如第一触点在第二触点上的投影与第二触点形成一组同心圆的几何结构，在不同的实施例中，第一触点可以与第二触点等大，也可以第一触点大于第二触点或第二触点大于第一触点。当然在某些实施例中，由于生产精度、设计等原因，二者的中心不位于同一位置，但只要能保证二者接触时能导通开关电路即可，即保证第二触点处的柔性电路板受到外力按压而接触刚性电路板时，第一触点与第二触点可以彼此接触而导通。

第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，其二者的位置关系与第一触点与第二触点的位置关系类似，是指第一焊环与第二焊环面对面设置，并且二者所在彼此所在平面的投影落入对方的位置范围，或与对方的位置范围重叠，以保证二者可以通过ACP焊接在一起并导通，同时在二者焊接的情况下，可以保证第一触点与第二触点的位置对应关系。

在一常见实施例中，可以用一片导电块同时实现第二触点与第二焊环的结构，具体的柔性电路板上朝向刚性印刷电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于柔性电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第一焊环相焊接的部分为第二焊环，被按压时导电块与第一触点相接触的部分为第二触点。若电路中仅有一个开关，那么可以在柔性电路板上仅设置一个导电块；当电路上需要设置多个开关时，在柔性电路板上设置多个导电块，所述多个系指2个以上。所述导电材料层可以是位于柔性电路板表面的金手指、导电碳膜或铜箔等。采用金手指较之铜箔结构不易氧化，以增强开关的稳定性与耐用程度。

具体的，图5、图6以及图5b所示实施例表示了简单的导电块结构。柔性电路板2对应开关结构的位置设置一圆形的金手指200，圆形的金手指的边缘2002与第一焊环102通过ACP胶水301焊接而导通，圆形的金手指的中间区域2001在柔性电路板2受到外力按压时，可以与第一触点101相接触，而导通，此时，开关电路就通过开关中“第一触点101-金手指200-ACP胶水301-第一焊环102”的路径而导通。

在上述实施例中，第二触点201，第二焊环202为区域或位置概念，并不分别代表一独立的电路元件概念，不能理解为第二触点201，第二焊环202必然是两个电路上可分开辨识的2种元件或结构(诚然，在另外一些实施例中(例如图3、4，图14、15所示实施例)，二者也可以是独立的，可分别辨识的，具有独立结构的电气元件或结构)，上述实施例中，所述第二触点，第二焊环都是位于导电块这一元件(或结构)之上不同位置的区域，二者分别是一整体结构的不同位置的名称，“导电块为位于柔性电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第一焊环相焊接的部分为第二焊环，被按压时导电块与第一触点相接触的部分为第二触点。”这一叙述已经清楚地表明了实施例中二者之间，以及二者与导电块之间的关系。

上述导电块对应的导电材料层为连续的，系指导电块中任意2点之间连通都不需要经过导电块之外的区域或电路，例如通过导线或电路板线路等方式连通。如图5b所示，第二触点201中的A点与第二焊环202中的B点连通的电流线路“AB”只要经过金手指200即可，无须通过其他任何线路或其他元件，因此我们可以认为如图5b所示的导电材料层(金手指200)是“连续”的。类似的，矩形、三角形、六边形、八边形等多边形形状的导电块与图5b所示导电块一样，是连续的导电材料层。

如图14所示，第二触点201中的A点与第二焊环202中的B点连通的话，必须要经过FPC中的线路61，如图15所示，第二触点201中的A点与第二焊环202中的B点连通的话，必须要经过FPC中的线路61与外电路62。这样图14、15所示第二触点201与第二焊环202就不位于连续的导电材料层上。

在一些实施例中，可以将图15中的外电路62设计成各种功能电路，或连接有不同的模块，

同时，在需要进一步提高安全性的实施例中，还可以进一步在柔性电路板2上设有mesh保护线路，所述mesh保护线路为网格状线路，网格状线路的端点与mesh保护电路连接。网格状线路横纵交错的线路可以设置在柔性电路板的不同层上以错开，当不法分子试图入侵电子设备，割开柔性电路板2以破坏开关结构时，由于网格转线路中的部分线路被切断，就触发mesh保护电路启动保护机制。因此当电路受到外界的入侵时，例如从正面直接穿刺第二触点201或FPC上的其他部位时，安全电路被破坏，从而激发安全机制，发出警报或销毁电子设备上的敏感数据等。在某些电子产品的实施例中，可以在同一批次的电子产品中，将保护电路中的刚性印刷电路板设置为相同布线的电路板，也就是各刚性印刷电路板是完全相同的，而将保护电路中与刚性印刷电路板相配合的柔性电路板设置为安全开关位置相同，但具体安全电路不同的电路结构，这样可以在同一批次的电子产品中形成不同的具体保护电路，避免不法分子在拆解一台同一型号同一批次的电子设备之后，利用获取到的保护电路的信息入侵其他电子设备。这也是本实施例的有益效果之一，基于FPC可以灵活设计、布局、生产开关位置相同，而开关间的保护电路不同的FPC，这是锅仔片结构的开关所无法达到。

对应于第二触点201，第二焊环202与开关电路两端分别连接，而第一触点101与第一触点102导通的实施例，上述实施例可以做对应修改，例如，图7、图8所示，所述刚性印刷电路板1上朝向柔性电路板表面上设有金手指100，所述金手指100的边缘1002与第二焊环202相焊接的部分为第一焊环，在柔性电路板2受到外力按压时被按压时的第二触点201与金手指中间区域1001相接触，金手指中间区域1001为第一触点。

发明人为了防止如图9a、图9b所示的入侵可能，该入侵方案具体叙述如下：

例如在一实施例中，上述如图5、6所示开关结构应用于安全电路中，在正常工作状态下，在预设的外力作用下，如图6所示，第一触点与第二触点相接触，开关电路导通，以保持设备正常工作的状态，当设备处于被入侵状态时，预设的外力消失，第一触点与第二触点不接触，开关电路断开，安全机制启动。若不法分子欲破解该安全机制，可以在开关结构中用尖锐物，例如针尖等制造出一缺口4，如图9a所示，缺口4可以从第一焊环与第二焊环之间的ACP胶水301中破坏小孔产生，也如图9b所示，从柔性电路板2的表面，在开关结构位置破坏小孔产生，在制造出缺口4之后，在安全开关中注入导电液体7，在导电液体7的导电作用下，开关电路就可以通过“第一触点101-导电液体7-第一焊环102”的路径而导通，而无需通过金手指200-ACP胶水301”的路径导通。此时，不法分子就可以在保持开关电路导通的情况下，破坏柔性电路板2或刚性印刷电路板1等器件，对电子设备进行入侵，而绕过安全机制。

而如图10、图16、图17所示，发明人在以下实施例的电气开关结构中设置触点保护环303，所述刚性印刷电路板1朝向柔性电路板2的表面上设置有导电性的第一触点保护信号环103，所述第一触点保护信号环103位于第一触点101与第一焊环102之间，并环绕第一触点101，第一触点保护信号环103与触点保护电路连接，

所述触点保护环303为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板1与柔性电路板2之间，其两端分别与刚性印刷电路板上的第一触点保护信号环103以及柔性电路板上的金手指200相接触。

所述触点保护电路在第一触点101与第一触点保护信号环103导通时启动保护机制。

这样，当不法分子进行入侵使，例如图11所示在刚性印刷电路板1与柔性电路板2之间的空隙中注入导电液体7以进行入侵时，由于导电液体7的作用，第一触点101与第一触点保护信号环103通过“第一触点101-导电液体7-第一触点保护信号环103导通”的路径导通，从而启动保护机制。在不同的电子设备中，触点保护电路触发的保护机制可以是销毁敏感数据，销毁电路，发出声光警报，通过无线信号发送警报信息等。

类似的，如图12、16、17所示，所述电气开关结构包括焊接保护环304，所述刚性印刷电路板1朝向柔性电路板2的表面上设置有导电性的第一焊环保护信号环104，所述第一焊环保护信号环104环绕第一焊环102，第一焊环保护信号环104与焊环保护电路连接；

所述焊接保护环304为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板1与柔性电路板2之间，其两端分别与刚性印刷电路板上的第一焊环保护信号环104以及柔性电路板上的金手指200相接触。

所述焊环保护电路在第一触点101与第一焊环保护信号环104导通时启动保护机制。

这样，当不法分子进行入侵使，例如图13所示在刚性印刷电路板1与柔性电路板2之间的空隙中注入导电液体7以进行入侵时，由于导电液体7的作用，第一触点101与第一焊环保护信号环104通过“第一触点101-导电液体7-第一焊环保护信号环104导通”的路径导通，从而启动保护机制。不同实施例中，焊环保护电路触发的保护机制可以是销毁敏感数据，销毁电路，发出声光警报，通过无线信号发送警报信息等。

如图12、16所示实施例，导电块的边缘与第一焊环保护信号环104通过焊接保护环连接。也就是导电块的直径与第一焊环保护信号环104的直径相同。在如图5、6所示实施例中，导电块的边缘与第一焊环102通过ACP胶水301焊接，也就是导电块的直径与第一焊环102的直径相同。这样两种的导电块尺寸便于生产、焊接与装配。

对应于第二触点201，第二焊环202与开关电路两端分别连接，而第一触点101与第一触点102导通的实施例，上述实施例可以做对应修改，具体的：

电气开关结构包括触点保护环303，柔性电路板朝向刚性印刷电路板的表面上设置有导电性的第二触点保护信号环203，第二触点保护信号环203位于第二触点201与第二焊环202之间，并环绕第二触点201，第二触点保护信号环203与触点保护电路连接，

触点保护环303为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板1与柔性电路板2之间，其两端分别与柔性电路板上的第二触点保护信号环203以及刚性印刷电路板上的导电块相接触。

电气开关结构包括焊接保护环304，柔性电路板朝向刚性印刷电路板的表面上设置有导电性的第二焊环保护信号环204，第二焊环保护信号环204环绕第二焊环202，第二焊环保护信号环204与焊环保护电路连接；

焊接保护环304为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与柔性电路板上的第二焊环保护信号环204以及刚性印刷电路板上的导电块相接触。

导电块的边缘与第二焊环保护信号环204通过焊接保护环连接。也就是金手指100(导电块)的直径与第二焊环保护信号环204的直径相同。或者在如图7、8所示实施例中，导电块的边缘与第二焊环202通过ACP胶水焊接，也就是金手指100(导电块)的直径与第二焊环202的直径相同。

所述导电性的第一触点保护信号环103，第二触点保护信号环203，第一焊环保护信号环104，第二焊环保护信号环204等具体结构可以是电路板表面的金手指、铜箔或导电碳膜等。

在如图19所示电子设备的实施例中，采用了原理如图16、17所示的电气开关作为安全开关，具体结构与技术方案如下：

图18表示了图16、17所示电气开关作为安全开关的信号引脚示意图，对应第二触点与第二焊环导通的实施例，触点信号引脚81引自第一触点101，焊环信号引脚82引自第一焊环102，触点保护信号引脚83引自第一触点保护信号环103，焊环保护信号引脚84引自第一焊环保护信号环104。

而对应第一触点与第一焊环导通的实施例，触点信号引脚81引自第二触点201，焊环信号引脚82引自第二焊环202，触点保护信号引脚83引自第二触点保护信号环203，焊环保护信号引脚84引自第二焊环保护信号环204。

图19所示实施例中，采用了安全CPU作为安全电路中的安全检测模块，其中Tampe0与Tamper1是安全CPU的两路检测安全的口线。每条口线上串联有2个安全开关，Tampe0串联有安全开关K5、K6，Tampe1串联有安全开关K7、K8，安全开关K5～K8的引脚释义详见图18所示。安全开关K5～K8的引脚接法基本相同，以安全开关K5为例，触点信号引脚与焊环信号引脚作为开关电路的两端分别与安全CPU以及安全开关K6连接，触点保护信号引脚与焊环保护信号引脚分别接地，在电子设备正常工作时，K5～K8作为开关是导通的，也就是触点信号引脚与焊环信号引脚是二者是连通的，而触点保护信号引脚与焊环保护信号引脚与触点信号引脚以及焊环信号引脚是不导通的。当安全CPU检测到触点信号引脚与焊环信号引脚二者连接断开时，判断为电子设备遭到入侵，启动安全机制。当安全CPU检测到触点保护信号引脚与焊环保护信号引脚接地时，也判断为电子设备遭到入侵，同样启动安全机制。因此在本实施例中，安全CPU同时还作为触点保护电路中的安全检测模块以及焊环保护电路中的安全检测模块使用，当然在其他实施例中安全电路中的安全检测模块，触点保护电路中的安全检测模块以及焊环保护电路中的安全检测模块也可以三者分开设置。

这样的安全机制，结合上述电气开关结构，最大程度的保护了电子设备的安全。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品或者结构不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品或者结构所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电气开关结构，其特征在于，所述电气开关结构包括刚性印刷电路板与柔性电路板，所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；

所述刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，所述第一焊环环绕第一触点，所述第一触点与第一焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；所述柔性电路板设有第二触点与第二焊环，所述第二焊环环绕第二触点，第二触点与第二焊环相导通；

第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当第二触点所在位置的柔性电路板受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通；所述柔性电路板上朝向刚性印刷电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于柔性电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第一焊环相焊接的部分为第二焊环，被按压时导电块与第一触点相接触的部分为第二触点；所述电气开关结构包括触点保护环，所述刚性印刷电路板朝向柔性电路板的表面上设置有导电性的第一触点保护信号环，所述第一触点保护信号环位于第一触点与第一焊环之间，并环绕第一触点，第一触点保护信号环与触点保护电路连接，

所述触点保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与刚性印刷电路板上的第一触点保护信号环以及柔性电路板上的导电块相接触。

2.一种电气开关结构，其特征在于，所述电气开关结构包括刚性印刷电路板与柔性电路板，所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；

所述刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，所述第一焊环环绕第一触点，所述第一触点与第一焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；所述柔性电路板设有第二触点与第二焊环，所述第二焊环环绕第二触点，第二触点与第二焊环相导通；

第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当第二触点所在位置的柔性电路板受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通；所述柔性电路板上朝向刚性印刷电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于柔性电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第一焊环相焊接的部分为第二焊环，被按压时导电块与第一触点相接触的部分为第二触点；所述电气开关结构包括焊接保护环，所述刚性印刷电路板朝向柔性电路板的表面上设置有导电性的第一焊环保护信号环，所述第一焊环保护信号环环绕第一焊环，第一焊环保护信号环与焊环保护电路连接；

所述焊接保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与刚性印刷电路板上的第一焊环保护信号环以及柔性电路板上的导电块相接触。

3.根据权利要求2所述的电气开关结构，其特征在于，所述导电块的边缘与第一焊环保护信号环通过焊接保护环连接。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的电气开关结构，其特征在于，所述柔性电路板上设有mesh保护线路，所述mesh保护线路为网格状线路，网格状线路的端点与mesh保护电路连接。

5.一种电气开关结构，其特征在于，所述电气开关结构包括刚性印刷电路板与柔性电路板，所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；

所述刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，所述第一焊环环绕第一触点，第一触点与第一焊环相导通；所述柔性电路板设有第二触点与第二焊环，所述第二焊环环绕第二触点，所述第二触点与第二焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；

第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当第二触点所在位置的柔性电路板受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通；所述刚性印刷电路板上朝向柔性电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于刚性印刷电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第二焊环相焊接的部分为第一焊环，导电块与被按压时的第二触点相接触的部分为第一触点；所述电气开关结构包括触点保护环，所述柔性电路板朝向刚性印刷电路板的表面上设置有导电性的第二触点保护信号环，所述第二触点保护信号环位于第二触点与第二焊环之间，并环绕第二触点，第二触点保护信号环与触点保护电路连接，

所述触点保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与柔性电路板上的第二触点保护信号环以及刚性印刷电路板上的导电块相接触。

6.一种电气开关结构，其特征在于，所述电气开关结构包括刚性印刷电路板与柔性电路板，所述刚性印刷电路板与柔性电路板相对设置；

所述刚性印刷电路板上设置有第一触点与第一焊环，所述第一焊环环绕第一触点，第一触点与第一焊环相导通；所述柔性电路板设有第二触点与第二焊环，所述第二焊环环绕第二触点，所述第二触点与第二焊环分别作为电气开关结构中开关的两端；

第一触点与第二触点相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环相对设置，且位置对应，第一焊环与第二焊环之间通过ACP焊接导通，第一触点与第二触点之间具有间隙，且当第二触点所在位置的柔性电路板受到朝向第一触点，超过预设值的压力时，第一触点与第二触点相接触并导通；所述刚性印刷电路板上朝向柔性电路板表面上设有一片或多片的导电块，所述导电块为位于刚性印刷电路板表面的一块连续的导电材料层，导电块与第二焊环相焊接的部分为第一焊环，导电块与被按压时的第二触点相接触的部分为第一触点；所述电气开关结构包括焊接保护环，所述柔性电路板朝向刚性印刷电路板的表面上设置有导电性的第二焊环保护信号环，所述第二焊环保护信号环环绕第二焊环，第二焊环保护信号环与焊环保护电路连接；

所述焊接保护环为绝缘材料构成，位于刚性印刷电路板与柔性电路板之间，其两端分别与柔性电路板上的第二焊环保护信号环以及刚性印刷电路板上的导电块相接触。

7.根据权利要求6所述的电气开关结构，其特征在于，所述导电块的边缘与第二焊环保护信号环通过焊接保护环连接。

8.根据权利要求5至7任意一项所述的电气开关结构，其特征在于，所述柔性电路板上设有mesh保护线路，所述mesh保护线路为网格状线路，网格状线路的端点与mesh保护电路连接。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备具有电气开关，所述电气开关采用如权利要求1至8任意一项权利要求所述的电气开关结构。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备具有安全保护电路，所述安全保护电路中的两端分别与如权利要求1至8任意一项权利要求所述的电气开关结构中开关的两端连接。